
【計】 parameter amplifier
【計】 parameter
【化】 parameter
amplifier; magnifier
【計】 amplifier; expandor; recording amplifier
【化】 amplifier
【醫】 amplifier
參量放大器(Parametric Amplifier)是一種基于非線性電抗元件(如變容二極管)實現信號放大的高頻電子器件,其英文名稱直接體現了“參數變化”的核心原理。該設備通過周期性地改變電路中的電容或電感參數,将泵浦源的能量轉化為信號增益,主要應用于微波通信、射電天文和量子計算等領域。
從工作原理看,參量放大器利用變容二極管的電壓-電容非線性特性,在泵浦頻率驅動下形成參數諧振。當輸入信號頻率((f_s))與泵浦頻率((f_p))滿足關系(f_p = 2f_s)時,系統通過參量振蕩産生放大效應,其數學模型可表示為: $$ frac{dq}{dt} + gamma(t)frac{dq}{dt} + omega(t)q = 0 $$ 其中時變參數(gamma(t))和(omega(t))由泵浦信號調制。
相較于傳統晶體管放大器,參量放大器的核心優勢體現在:
當前前沿應用包括:
參量放大器是一種利用非線性元件的時變電抗參數實現信號放大的低噪聲放大器,主要應用于微波和射頻領域。以下是其核心要點:
參量放大器通過外部泵浦信號調制非線性元件(如變容二極管)的電抗參數(如電容),使其隨時間周期性變化。當輸入信號與泵浦信號在非線性元件中相互作用時,通過混頻效應産生新的頻率分量(如和頻或差頻),從而實現信號放大。
門雷-羅威公式(Manley-Rowe relations)描述了能量轉換關系: $$ frac{P_s}{f_s} + frac{P_p}{f_p} + frac{P_i}{f_i} = 0 $$ 其中,(P_s)、(P_p)、(P_i)分别為信號、泵浦和空閑頻率的功率,(f_s)、(f_p)、(f_i)為對應頻率。
20世紀50年代後,隨着變容二極管技術的成熟,參量放大器在微波頻段得到廣泛應用。其性能在特定場景下優于傳統晶體管放大器,尤其在低噪聲需求場景中。
如需進一步了解電路設計或具體參數,可參考搜索來源中的技術文檔。
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